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精密零部件加工中哪些因素会造成工件变形
精密零部件加工中哪些因素会造成工件变形


      精密零部件加工中的工件变形问题,是比较难以解决的问题。首先必须分析产生变形的原因,然后才能采取应对的措施。

      01工件的材质和结构会影响工件的变形

      变形量的大小与形状复杂程度、长宽比和壁厚大小成正比,与材质的刚性和稳定性成正比。所以在设计零件时尽可能的减小这些因素对工件变形的影响。

尤其在大型零件的结构上更应该做到结构合理。在加工前也要对毛坯硬度、疏松等缺陷进行严格控制,保证毛坯质量,减少其带来的工件变形。

      02工件装夹时造成的变形
    
      工件装夹时,首先要选择正确的夹紧点,然后根据夹紧点的位置选择适当的夹紧力。因此尽可能使夹紧点和支撑点一致,使夹紧力作用在支撑上,夹紧点应尽可能靠近加工面,且选择受力不易引起夹紧变形的位置。

      增大工件与夹具的接触面积,可有效降低工件件装夹时的变形。如在铣削加工薄壁件时,大量使用弹性压板,目的就是增加接触零件的受力面积;在车削薄壁套的内径及外圆时,无论是采用简单的开口过渡环,还是使用弹性芯轴、整弧卡爪等,均采用的是增大工件装夹时的接触面积。这种方法有利于承载夹紧力,从而避免零件的变形。采用轴向夹紧力,在生产中也被广泛使用,设计制作专用夹具可使夹紧力作用在端面上,可以解决由于工件壁薄,刚性较差,导致的工件弯曲变形。

      03工件加工时造成的变形

      工件在切削过程中由于受到切削力的作用,产生向着受力方向的弹性形变,就是我们常说的让刀现象。应对此类变形在刀具上要采取相应的措施,精加工时要求刀具锋利,一方面可减少刀具与工件的摩擦所形成的阻力,另一方面可提高刀具切削工件时的散热能力,从而减少工件上残余的内应力。

      加工中刀具和工件摩擦产生的热量也会使工件变形,因此在很多时候选择高速切削加工。在高速切削加工中,由于切屑在较短时间内被切除,绝大部分切削热被切屑带走,减少了工件的热变形;其次,在高速加工中,由于切削层材料软化部分的减少,也可减少零件加工的变形,有利于保证零件的尺寸、形状精度。另外,切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液对提高刀具的耐用度和加工表面质量、加工精度具有重要作用。因此,在加工中为防止零件变形必须合理使用充分的切削液。

      加工中采用合理的切削用量是保证零件精度的关键因素。在加工精度要求较高的薄壁类零件时,一般采取对称加工,使相对的两面产生的应力均衡,达到一个稳定状态,加工后工件平整。但当某一工序采取较大的吃刀量时,由于拉应力、压应力失去平衡,工件便会产生变形。

      薄壁零件车削时变形是多方面的,装夹工件时的夹紧力,切削工件时切削力,工件阻碍刀具切削时产生的弹性变形和塑性变形,使切削区温度升高而产生热变形。

    04加工后应力变形

      加工后,零件本身存在内应力,这些内应力分布是一种相对平衡的状态,零件外形相对稳定,但是去除一些材料和热处理后内应力发生变化,这时工件需要重新达到力的平衡所以外形就发生了变化。解决这类变形可以通过热处理的方法,把需要校直的工件叠成一定高度,采用一定工装压紧成平直状态,然后把工装和工件一起放入加热炉中,根据零件材料的不同,选择不同的加热温度和加热时间。热校直后,工件内部组织稳定。此时,工件不仅得到了较高的直线度,而且加工硬化现象得到消除,更便于零件的进一步精加工。

      综上所述,对于易变形工件,在毛坯和加工工艺上都要采用相应的对策,需根据不同情况加以分析,都会找到一条合适的工艺路线的。当然,上述的方法只是进一步减小工件变形,如果想得到更高精的工件,还需要不断的学习、探讨和研究。

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